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Gehalt an Inhaltsstoffen von Weizen, Roggen und Hafer beiAnbau unter konventionellen und den Bedingungen des
ökologischen LandbausE. Strobel, E Ahrens, G. Hartmann, H. Kluge und H. Jeroch
Contents ofsubstances in wheat, rye and oats at cultivation underconventional and the conditions of organic farming
1. Einleitung
Grundlage der Fütterung unter den Bedingungen des ökologischen Landbaus sind aus dieser Wirtsehaftsforrn stammende Futtermittel, bevorzugt aus hofeigenem Anbau. ZurFormulierung von ausgewogenen den ernährungsphysiologischen Bedarf der Tiere deckenden Rationen, ist dieKenntnis des Gehaltes dieser Futtermittel an Inhaltsstoffennotwendig. Vorliegende, zur Rationsbereehnung herangezogene, Tabellenwerke basieren auf Erhebungen vonDatenmaterial aus konventioneller Erzeugung. Zum Futterwert von unter den Bedingungen des ökologischen
Landbaus erzeugten Körnerfrüchten liegen nur wenigeErkenntnisse vor. Zumeist wird auf einen, im Vergleich zukonventionellen Bedingungen, bedeutend geringeren Rohproteingehalt hingewiesen (HAGEL et al., 1998; HARTMANN, 1998a, b; MEIXNER, 1999). Das Angebot an Stickstofferreicht demnach in Abhängigkeit von der Menge zurVerfügung stehenden Wirtschaftsdüngers , den Vorfruchtbzw; Fruchtfolgebedingungen sowie dem Aussaatterminnicht die Höhe des Stiekstoffangebotes bei gezielter mineralischer Düngung im konventionellen Bereich. Frühe Aussaat von Winterweizen ohne Düngung ergab in Untersuchungen von SCHMITT und DEWES (1997) einen Kornroh-
SummaryThe contents of crude nutrients, stareh, sugar, cell wall substances, non-starch-polysaccharides, arabinoxylans, mi
nerals as weIl as apparent metabolisable energy corrected to zero N-retention were estimated in severalvarieties ofwinter wheat, winter rye and oats grown under conventional conditions or under the conditions of organie farming.
Whereas in the investigated cultivation year the content of erude protein was higher in the conventional producedwinter wheat and oats than values from feedstuff tables, the content in the organic cultivated kinds ofcereals wereabout 23 % until38 % lower. On the other hand the content ofnitrogen free extractives, crude ash, calcium and phosphorus was general higher under organic farming conditions than under conventional conditions. Non-phytate phosphorus was at conventional cultivation in winter wheat and oats lower, in rye however higher than under the conditions of organic farming. The cultivation method had hardly any influence on the calculatedcontent of apparentmetabolisable energy. A high variability occured in oats between the varieties, so that the higher content in case oftheorganic cultivation rnethod was not significant, A higher content ofsoluble arabinoxylans and a higher extract viskosity was determined in conventional cultivated winter wheat.. A generaly high extract viscosity with a considerable difference berween the hoth cultivation methods was established in winter rye. This did not correlate with the content
of arabinoxylans. This is an indication, that other fractions contribute to the gel formation. Also no correlation wasobserved in oats between the ß-glucan content, which was higher under conventional conditions, and the extractviskosity, This parameter was in this kind ofcereals very low.The low content of crude protein and, consequently, the lower content of amino acids in cereals grown under organic cultivation conditions should be taken into consideration for the formulation ofcompound diets,
Key words: ehemieal composition, winter wheat, winter rye, oats, organic farming.
Die Bodenkultur 221 52 (4) 2001
E. Strobel, :r. Ahrens, G. Hartmann, H. Kluge und H. Jeroch
ZusammenfassungDie Gehalte an Rohnährstoffen, Stärke, Zucker, Zellwandsubstanzen, Nichtstärkepolysacchariden, Arabinoxylanen,Mineralstoffen sowie N-korrigierter umsetzbarer Energie wurden bei Anbau unter konventionellen und den Bedingungen des ökologischen Landbaus an verschiedenen Sorten von Winterweizen, Winterroggen und Hafer bestimmt.Während im untersuchten Anbaujahr die Rohproteingehalte bei konventionell angebautem Winterweizen und Haferdie Angaben von Futtermitteltabellen übertrafen, wurden bei ökologischem Anbau bei den untersuchten Getreidearten 23 % bis 38 0;0 niedrigere Gehalte festgestellt. Hingegen lagen die Gehalte an N-freien Extraktstoffen, Rohasche.Calcium und Phosphor bei diesem Anbauverfahren generell höher. Der Gehalt an Nichtphytinphosphor war bei konventionellem Anbau in Winterweizen und Hafer geringer, in Roggen jedoch höher. Im Energiegehalt traten in Winterweizen und -roggen zwischen den Anbauverfahren kaum Unterschiede auf Eine hohe Variabilität zwischen denHafersorten ließ eine Sicherung des höheren Gehaltes an N-korrigierter umsetzbarer Energie bei ökologischem Anbaunicht zu. In Winterweizen wurde im Fall des konventionellen Anbauverfahrens ein höherer Gehalt an löslichen Arabinoxylanen und eine höhere Extraktviskosität ermittelt. Letztere wies auch in Winterroggen einen beachtlichenUnterschied auf der jedoch nicht mit einer Differenz bei den löslichen Arabinoxylanen verbunden war. Dies ist einHinweis, dass noch andere Substanzen an der Gelbildung beteiligt sind. Auch bei Hafer ergab sich kein Zusammenhang zwischen dem ß-Glucangehalt und der Extraktviskosität, welche bei dieser Getreideart insgesamt niedrig, jedochbei konventionellem Anbau höher als unter ökologischen Bedingungen lag.
Der geringere Rohprotein- und damit Aminosäurengehalt der unter ökologischen Bedingungen angebauten Getreidearten ist bei der Rationsformulierung zu berücksichtigen.
Schlagworte: Chemische Zusammensetzung, Winterweizen, Winterroggen, Hafer, ökologischer Landbau.
proteingehalt von 8,6 % in der Originalsubstanz, der beispäter Aussaat und Spätdüngung mit Jauche (42,3 kg N /ha)auf 12,2 % gesteigert werden konnte. HAGEL er al. (1998)untersuchten 13 biologisch-dynamisch angebaute Winterweizenvarianten (moderne Qualitätssorten, ältere Hofsorten, deren Auslesen sowie Kreuzungsprodukte) und fandeneinen mittleren Rohproteingehalt von 9,3 % bei 860/0Trockenmasse. Mischfutterwerke gehen im Vergleich dazubei Futterweizen von einem Gehalt von über 11,5 % aus(WLZ RAIFFEISEN, 1989).
Zu Auswirkungen der Anbauformen aufweitere den Futterwert bestimmende Inhaltsstoffe liegen derzeit keineUntersuchungen vor. Dies betrifft auch den Gehalt an antinutritiven Substanzen.
An Hand einer Auswahl von Sorten von Winterweizen,Winterroggen und Hafer, welche im gleichen Verhältnisunter konventionellen und den Bedingungen des ökologi
schen Landbaus angebaut wurden, sollten daher Daten zumGehalt an Rohnährstoffen, Stärke, Zucker, Zellwandsubstanzen, Nichtstärke-Polysacchariden und Mineralstoffengewonnen werden. Mittels Schätzgleichungen auf derGrundlage der analysierten Rohnährstoffgehalte erfolgtedie Berechnung der Gehalte an N-korrigierter umsetzbarerEnergie für das Geflügel. Die Anbaubedingungen wurdenan vergleichbaren Standorten realisiert.
2. Material und Methode
2.1 Untersuchte Sorten von 'Winterweizen, Wmterroggen und Hafer
Die zur Untersuchung herangezogenen Getreideprobenwurden uns freundlicherweise vom Landessortenversuchswesen Sachsen-Anhalt zur Verfügung gestellt. Alle Sortenwurden im gleichen Verhältnis sowohl unter konventionellen als auch unter den Bedingungen des ökologischenLandbaus in Rahmen des Versuchsprogramms des Jahres1997 angebaut.
Bei Winterweizen standen Proben der Sorten Alidos,Aron, Bussard, Caprimus, Pegassos, Ritmo, Tambor, Tarsound Zentos zur Verfügung. Winterroggen war mit den Sorten Amilo, Borellus, Esprit, Goliath, Hacada, Locarno undMarder vertreten, während Hafer durch die Sorten Alt: Flä
mingslord, Gramena, Heinrich, Jumbo, Lutz und Revisorrepräsentiert wurde.
2.2 Standortbedingungen
Der Anbau unter konventionellen Bedingungen wurde am
Standort Biendorf durchgeführt. Am Standort Bernburg
Die Bodenkultur 222 52 (4) 2001
Inhaltsstoffe von Weizen, Roggen und Hafer bei konventionellem und ökologischemLandbau
Tabelle 1: Standortbedingungen der Versuchsstationen Bernburg und BiendorfTable 1: Conditions of the experimentallocations Bernburg and Biendorf
Merkmal Standort Bernburg Standort BiendorfökologischerAnbau konventionellerAnbau
Bodenart LössI LössIAckerzahl 96 bis 100 92 bis 96jahresmirreltemperatur'" 8,9 -c 8,8°CJahresmittelniederschlag* 483mm 469mmmittlereTemperatur 1997 8,4 -c 8,2°CNiederschlagssumme 1997 557mm 433mm
* Erhebungen im Zeitraum 1961-1990
Tabelle 2: Ergebnisseder Bodenuntersuchungen im März 1997Table2: Results of soil analysisin the march 1997
Merkmal Standort Bernburg Standort Biendorfökologischer Anbau konventionellerAnbau
N-min (0-30 cm), kg/ha 20 26 20 44 48 44P20S' mg/l00 g 19 21 19 15 15 15
K20 , mg/IOOg 17 20 17 18 18 18
Mg, mg/l00 g 7 6 7 11 11 11pH-Wert 7,2 7,3 7,2 7,1 7,1 7,1
Tabelle 3: Augewandre AnalyseverfahrenTable3: Applied analytical methods
Inhaltsstoffgruppe bzw.Inhaltsstoffe Methode (Verfahren)
Rohnährstoffe VDLUFA-Methode (NAUMANN und BASSLER, 1976)Stärke VDLUFA-Methode (NAUMANN und BASSLER, 1976)Zucker VDLUFA...Methode (NAUMANN und BASSLER, 1976)Gerüstsubstanzen Detergenzienmethode (GOERlNG and VAN SOEST, 1972)Nichtstärke-Polysaccharide (NSE gesamt und löslich) Modifizierte Methode nach ENGLYST and CUMMINGS (1984) sowieENGLYST er al,
(1992) (beiDUSEL er al., 1997 ausführlich beschrieben)ß-Glucane MCCLEARY und CODD (1991)Kalzium VDLUFA...Methode (NAUMANN und BASSLER, 1976)Phosphor VDLUFA-Methode (NAUMANN und BASSLER, 1976Phytatphosphor A.O.A.C....Methode (1990)Viskosität DUSEL er al. (1997)
wurden die genutzten Flächen 1993 auf die ökologischeWirtschaftsweise umgestellt und 1995 voll anerkannt. DieZertifizierung war seitdem jährlich erfolgreich. Beide Versuchsstationen liegen im Kreis Bernburg des BundeslandesSachsen-Anhalt. Angaben zu den Standortbedingungenkönnen der Tabelle 1 entnommen werden.
Im Frühjahr wurde eine Bodenuntersuchung vorgenommen, deren Ergebnisse in Tabelle 2 dargestellt sind. Derkonventionellen Wirtschaftsweise entsprechend, wurde indiesem Fall eine Stickstoffdüngung auch in der Vegetationsperiode durchgeführt. Angewendet wurden insgesamt105 kg Kalkammonsalpeter je Hektar in dreimaliger Gabeim Zeitraum Mitte März bis Anfang Mai.
2.3 Analytische Methoden
Die angewendeten Analysemethoden sind in den in Tabelle 3 genannten Quellen beschrieben.
2.4 Berechnung der N...korrigierten scheinbarenumsetzbaren Energie
Die N-korrigierte scheinbare umsetzbare Energie (AM~)wurde unter Nutzung der in der: .European Table ofEnergy Values for Poultry Feedstuffs" (WPSA, 1989) angegebenen Regressionsgleichungen berechnet:
Die Bodenkultur 223 52 (4) 2001
E. Strobel, E Ahrens, G. Hartrnann, H. Kluge und H. Jeroch
Weizen:AMEN' kJ/kg = 14,61 * Rohprotein, g/kg + 26,40 * Roh
fett, g/kg + 15,24 * NfE, g/ kgRoggen:
AMEN' kJ/kg = 10,82 * Rohprotein, g/kg + 12,42 * Rohfett, g/kg + 12,99 * NfE, g/kg
Hafer:
AMEN' kJ/kg = 12,98 * Trockenmasse, g/kg - 12,98 *Rohasche, g/kg + 48,82 * Rohfett, g/kg- 25,50 * Rohfaser, g/kg
2.5 Statistische Auswertung
Die Auswertung der Versuchsdaten erfolgte mit dem Progra.rrrmpaket Statistica for Windows™ (Version 5.0, Stat,Soft. INe. 1995). Für Mittelwertvergleiche wurde derTukey-HSD-Test genutzt.
3. Ergebnisse
3.1 Gehalte an Rohnährstoffen sowie Stärke und Zucker
Angaben zu den Gehalten in Winterweizen, -roggen undHafer an Rohnährstoffen, Stärke und Zucker sind in der
Tabelle 4 zusammengefasst. Bei Anbau unter den Bedingungen des ökologischen Landbaus enthielten alle Getreidearten gegenüber der konventionellen Variante beträchtlich mehr Rohasche. Der Unterschied machte imMittel 29 % aus. In Übereinstimmung mit dem Stickstoffangebot lag der Gehalt an Rohprotein bei der ökologischenAnbauvariante in Winterweizen, Winterroggen und Haferum 29 %, 23 % und 38 % unter dem der konventionellenForm. Damit ergaben sich insgesamt erhebliche Variationen des Rohproteingehaltes bei den Getreidearten. BeiWeizen stand dem niedrigsten Gehalt von 89 g/kgT (SorteRitmo) ein Maximum von 158 g/kg T (Sorten Bussard undZentos) gegenüber. Bei Roggen wurden Werte im Bereichvon 78 g/kg T (Esprit) und 117 g/kg T (Marder) sowie beiHafer von 82 g/kgT (Revisor) und 155 g/kgT (Alf) analysiert. Gesicherte Unterschiede zwischen den Anbauverfahren wurden bei allen Getreidearten bei den N-freienExtraktstoffen festgestellt. Hier wurden für das ökologischeAnbauverfahren übereinstimmend höhere Werte analysiert.Jedoch erreichten diese Differenzen mit 2 bis 5 % nicht dasbei Rohasche und Rohprotein beobachtete Ausmaß. Nichteinheitlich waren die Verhältnisse bei den Rohfettgehalten.Bei Weizen war der Gehalt der ökologischen Variante um0,7 g/kg T höher. Ebenfalls gesichert, jedoch geringfügig,waren die Unterschiede bei Roggen, jedoch hatte hier die
Tabelle 4: Gehalte an Rohnährstoffen, Stärke und Zucker in Winterweizen, Winterroggen und Hafer (g/kg Trockenmasse)Table 4: Content ofcrude nurrients, starch and sugar in winrer whear, winter rye and oats (g/kg dry matter)
Rohasche Roh- Rohfett Rohfaser N-freie Stärke Zuckerprorein Extraktstoffe
Getreideart öko konv öko konv öko konu öko konv öko konv öko konv öko konv
Wincerweizen, n=9X 17 11 103 146 26 19 28 28 826 796 638 595 26 22
SD 1,8 1,7 7,3 9,2 2,9 4,1 2,3 1,7 9,4 14,5 23,3 12,1 5,1 3,8Min 14 9 89 133 21 14 23 25 815 781 617 576 21 19Max 19 15 114 158 32 27 32 29 844 816 680 620 37 31
p-Wert < 0,001 < 0,001 < 0,01 0,654 < 0,001 < 0,001 0,084
'Winrerroggen, n=7X 18 14 82 107 16 18 34 24 850 837 nicht bestimmt
SD 1,7 1,6 3,0 5,8 1,5 1,1 7,5 1,9 7,1 6,5Min 15 11 78 101 15 16 26 22 841 825Max 20 16 87 117 18 19 45 28 861 846
p-Wert < 0,01 < 0,001 < 0,05 < 0,01 < 0,01
Hafer, n=7X 31 26 89 144 58 51 120 123 703 655 412 453 9 8
SD 1,7 2,0 5,1 6,7 4,8 9,3 7,4 20,9 9,0 16,7 67,4 51,7 1,4 3,3Min 28 24 82 137 53 40 112 99 686 633 348 381 7 4Max 32 30 98 155 66 66 133 160 712 676 543 507 11 13
p-Wert < 0,001 < 0,001 0,139 0,678 < 0,001 0,226 0,609
Die Bodenkultur 224 52 (4) 2001
Inhaltsstoffevon Weizen, Roggen und Hafer bei konventionellem und ökologischem Landbau
konventionelle Variante den höheren Wert. Kein Unter
schied wurde in Hafer bestimmt. Eine Veränderung der
Rohfasergehalte bei den unterschiedlichen Anbauverfahren
ergab sich nur bei Roggen. Der für die ökologische Varian
te ermittelte Wert übertraf den der konventionellen um 42%. Zu den Gehalten an Stärke und Zucker liegen nur die
Daten in Weizen und Hafer vor. Ein höherer Stärkegehalt
konnte im ökologisch angebauten Winterweizen statistischgesichert werden.
3.2 Gehalte an Gerüstsubstanzen
Die Gehalte an den untersuchten Gerüstsubstanzen (Tabel
le 5) wiesen bei allen Getreidearten für die beiden Anbau
verfahren keine gravierenden Unterschiede auf In Weizenkonnte ein geringfügig geringerer Wert der säurelöslichen
Faser (ADF) im Fall der ökologischen Variante mit einer Irr
tumswahrscheinlichkeit von unter 6 % gesichert werden.
Ebenfalls gesichert war der niedrigere Gehalt an Zellulose.
In Winterroggen wurden hinsichtlich der in neutralerDetergenz unlöslichen Faser (NDF) und der Fraktion der
Hemizellulosen leicht geringere Gehalte beim Anbau unter
den Bedingungen des ökologischen Landbaus gefunden.
Alle anderen Parameter wiesen keine Unterschiede auf Hin
gegen lagen bei den Hafersorten die mittleren Werte aller
angegebenen Fraktionen von Zellwandbestandteilen beikonventionellen Anbaubedingungen über denen der öko
logischen Variante. Auf Grund der sehr großen Schwankungsbreite der ermittelten Wene für die einzelnen Sorten,
was besonders für den konventionellen Anbau auffiel, war
eine statistische Sicherung nicht möglich.
3.3 Gehalte an Nichtstärke-Polysacchariden (NSP)
sowie Angaben zur Extraktviskosität
Die Gehalte an NSP (gesamt) und der Anteil der löslichen
Fraktionen dieser Substanzgruppen für Winterweizen und
-roggen können der Tabelle 6 entnommen werden. Sie ent
hält zudem Angaben zur Viskosität eines Extraktes derProben. Für Hafer sind diese zusammen mit dem Gehalt an
ß-Glucan in Tabelle 7 zusammengefasst.Im Fall der Nichtstärke-Polysaccharide konnte sowohl
beim Gesamtgehalt als auch in der Höhe des löslichenAnteils kein Einfluss des Anbauverfahrens festgestellt wer
den. Bei Weizen ergab sich der Hinweis auf einen höheren
Arabinoxylangehalt und dabei besonders der löslichen Frak
tion bei konventionellem Anbau, dieser war um 31 °/0 höher
als bei ökologischem Anbau entsprechend 5 g/kg 1: Die
Bewertungwird durch das nicht einheitliche Bild für die ein
zelnen Sorten erschwert. Bei der Sorte Caprimus ergaben
Tabelle 5: Gehalte an Gerüstsubstanzen in Winterweizen, Wincerroggen und Hafer (g/kg Trockenmasse)Table 5: Content of cell wall fractions in winter wheat, winter rye and oats (g/kg dry matter)
NDF ADF Hemizellulose ADL Zellulose
Getreideart öko konv öko konv öko konv öko konv öko konv
Winterweizen, n=9'X 111 112 43 45 68 66 11 11 32 35SD 3,5 3,8 2,2 3,0 2,7 3,4 2,7 1,3 2,4 2,4Min 104 105 39 41 63 61 7 9 27 31Max 115 116 46 49 71 73 15 13 35 37
p-Werc 0,572 0,059 0,302 0,665 <0,05
Winterro~en,n=7X 118 125 41 42 76 83 13 13 28 28
SD 4,9 5,5 3,8 2,6 3,2 3,9 1,0 1,7 3,8 1,3Min 114 118 38 39 71 77 12 12 24 27Max 128 132 48 47 80 89 15 17 35 30
p-Wert < 0,05 0,748 <0,01 1,000 0,713
Hafer, n=7X 303 328 159 172 144 157 35 38 124 134
SD 16,1 42,8 8,1 19,6 9,6 27,2 6,4 3,9 8,1 16,6Min 289 274 151 147 135 121 29 33 111 114Max 337 392 175 204 162 188 48 42 138 163
p-Wert 0,173 0,152 0,266 0,355 0,196
Die Bodenkultur 225 52 (4) 2001
E. Strobel, P. Ahrens, G. Hartmann, H. Kluge und H. Jeroch
Tabelle6: Gehalte an Nichtstärke-Polysacchariden (NSP) und Arabinoxylanen sowieAngaben zur Extraktviskosität in Winrerweizen und WinterroggenTable 6: Conrent of non-starch-polysaccharides (NSP) and arabinoxylans as weil as exrract viscosiry in winter whear, winter rye and oars
NSP I Arabinoxylane Extraktviskosität
gesamt I löslich gesamt I löslich mPas
Ig/kgTrockenmasse
Getreideart öko konv öko konv I öko konv I öko konv öko konv
Winterweizen, n=9X 112 116 42 46 60 63 11 16 2,50 3,57
SD 4,4 9,5 4,6 7,0 3,1 4,8 2,6 4,3 1,01 1,62Min 107 101 33 37 55 55 6 9 1,48 1,89Max 121 131 49 59 65 69 14 22 4,44 7,07
poWert 0,323 0,184 0,090 < 0,05 0,113
Winterroggen, n=7X 146 142 60 60 85 86 26 29 8,18 12,34
SD 7,9 5,8 5,9 7,6 5,2 4,9 4,4 4,3 1,38 3,65Min 137 135 53 46 78 81 25 22 6,56 9,25Max 159 149 68 69 95 96 32 35 10,88 19,90
poWert 0,302 0,908 0,605 0,184 < 0,05
Tabelle7: Gehalte an f3-Glucan sowie Angaben zur Extraktviskosität inHafer
Table 7: Conrent of ß-Glucan as weil as extract viscosity in oats
f3-Glucan Extraktviskosität
g/kg Trockenmasse mPasöko konv öko konv
n=7X 29 33 1,42 1,13
SD 1,5 2,3 0,17 0,02Min 26 30 1,21 1,10Max 30 36 1,63 1,17
poWert < 0,01 < 0,001
sichgleiche Gehalte, während bei der Sorte Ritmo die konventionell erzeugte Sorte den geringeren Gehalt löslicherArabinoxylane aufwies. Eine hohe Variabilität des Merkmalszeigte sich bei der Sorte Alidos, bei der der niedrigste undhöchste Gehalt festgestellt wurde (6 g/kg bei ökologischemund 22 g/kg bei konventionellem Anbau). Nicht in gleichemAusmaß bestätigte sich dies bei den untersuchten Roggensorten, obwohl auch hier der Anteil löslicher Arabinoxylanebei einzelnen Sorten bei konventionellem Anbau erheblich über dem bei ökologischem lag. So ergab sich bei derSorte Amilo eine Differenz von 12 g/kg 'T, bei den SortenBorellus, Locarno und Marder lag diese im Bereich von6-7 g/kg T. Damit sind diese Unterschiede mit den bei Weizen gefundenen vergleichbar. Der mittlere Gehalt warjedoch bei Roggen doppelt so hoch wie beim Weizen.
Der im Zusammenhang mit antinutriven Wirkungen inHafer ermittelte ß-Glucangehalt ergab ebenfalls für die
konventionelle Anbauvariante höhere Werte. Dies konnteeinheitlich bei allen Sorten beobachtet werden, wobei dieDifferenzen in einem Bereich von 1-7 g/kg T lagen.
Die Beeinflussung von Verdauungs- und Resorptionsvorgängen durch die Nichtstärke-Polysaccharide steht in Zusammenhang mit ihrer gelbildenden Wirkung. Ein Hinweis auf das Ausmaß dieser ist mit der Bestimmung derExtraktviskosität gegeben. Bei Winterweizen und -roggenergaben sich höhere Werte für den konventionellen Anbau.Bei Hafer lagen die Verhältnisse umgekehrt.
Die Differenz von 1 mPas konnte bei Weizen mit einerIrrtumswahrscheinlichkeit von 11 % gesichert werden. Mit8,18 bzw. 12,34 mPas wurden in den Roggensorten sehrhohe Werte und ein beachtlicher Unterschied zwischen denAnbauverfahren ermittelt. Recht niedrige Werte um 1 mPascharakterisierten die Haferproben. Hier war der ermittelteWert für das ökologische Anbauverfahren höher.
3.4 Gehalte an Calcium, Gesamtphosphor undPhytinphosphor sowieAnteil des Phytinphosphoram Gesamtphosphor
Im Mittel aller untersuchten Getreidearten und -sortenlagen die ermittelten Calcium- und Gesamtphosphorwerte (Tabelle 8) bei ökologischem Anbau um 29 % bzw. 6 %höher. Ein großer Teil des in den Pflanzen enthaltenenPhosphors liegt an Phytinsäure gebunden vor. Er wird alsPhytinphosphor bezeichnet und ist durch das Tier nurbedingt nutzbar. In der Tabelle 8 ist sein Gehalt und der
Die Bodenkultur 226 52 (4) 2001
Inhaltsstoffe von Weizen, Roggen und Hafer bei konventionellem und ökologischem Landbau
Tabelle 8: Gehalte an Calcium, Gesamtphosphor und Phytinphosphor sowie Anteil des Phytinphosphor am Gesamtphosphor in Winterweizen,Winterroggen und Hafer
Table 8: Conrent ofcalcium, total phosphorus and phytate-phosphorus as weIl as proportion of phytare-phosphorus on total phosphorus in winterwheat, winter rye and oars
Calcium Gesamtphosphor Phytin- Anteil desphosphor Phycinphosphors
am GesamtphosphorGetreideart g/kg Trockenmasse 0/0
öko konv I öko konv I öko konv öko konv
Winterweizen, n=9X 0,8 0,6 3,7 3,2 2,5 2,2 68,8 69,1SD 0,24 0,06 0,22 0,16 0,16 0,15 2,43 2,97Min 0,5 0,5 3,4 3,0 2,3 2,0 65,7 64,5
Max 1,1 0,7 3,9 3,4 2,7 2,4 73,0 74,2
p-Wert 0,077 < 0,001 < 0,001 0,827
Winterroggen, n=7X 0,8 0,5 3,2 3,0 2,3 1,9 73,6 64,3
SD 0,05 0,05 0,09 0,08 0,25 0,14 7,73 4,56Min 0,8 0,5 3,1 2,9 2,1 1,7 65,6 54,8
Max 0,9 0,6 3,3 3,1 2,8 2,1 87,5 67,7
p-Wert < 0,001 < 0,01 < 0,01 < 0,05
Hafer, n=7X 1,3 1,1 3,4 3,3 1,9 2,1 53,9 63,3
SD 0,16 0,05 0,08 0,17 0,17 0,17 4,61 2,79
Min 1,1 1,0 3,4 3,1 1,7 1,9 48,6 59,4
Max 1,5 1,1 3,6 3,6 2,1 2,3 58,8 66,7
p-Wert < 0,01 < 0,05 < 0,05 < 0,001
Anteil am Gesamtphosphor ausgewiesen. Ein gleich hoherAnteil Phytinphosphor wurde in Weizen bestimmt.Beachtliche Unterschiede wurden bei Roggen und Haferbeobachtet, welche jedoch nicht gleichgerichtet waren.Bei Roggen war dieser Anteil bei Anbau unter ökologischen Bedingungen mit 73,6 % zu 64,3 % höher. In Haferlag er für diese Anbauvariante mit 53,9 % zu 63,3 % niedriger.
3.5 Gehalte an N-korrigierter scheinbarer umsetzbarerEnergie (AM~)
Die Gehalte an N-korrigierter umsetzbarer Energie wurdennach der für die jeweiligeGetreideart von der WPSA (1989)angegebenen Formel berechnet (Tabelle 9). Die erhaltenenWerte befinden sich im Vergleichder beiden Anbauverfahren in guter Übereinstimmung. Mit 0,24 MJ/ kg T wurdeder größte Unterschied bei den Hafersorten ermittelt. AufGrund der hohen Variabilität zwischen den Sorten des kon-
Tabelle 9: Gehalte an N-korrigierter scheinbarer umsetzbarer Energie (AMEN) in Winterweizen, Winterroggen und Hafer, berechnet für Geflügel(MJ/kg Trockenmasse)
Table 9: Content of apparent metabolisable energy correcred to zero N -retenrion AMEN in winter wheat, winter ryeand oats (MJ Ikg dry matter)
Wincerweizen Winrerroggen Hafer
n=9 n=7 n=7Getreideart öko konv öko konv öko konv
X 14,77 14,70 12,13 12,25 12,35 12,01
sn 0,07 0,04 0,09 0,03 0,30 0,77
Min 14,70 14,70 12,00 12,21 12,10 10,54
Max 14,91 14,85 12,25 12,29 12,80 12,87
p-Wert 0,912 <0,010 0,300
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ventionellen Anbaus war dieser nicht zu sichern.. Im Gegensatzdazu erwies sich der Unterschied von 0,12 MJ/ kgT beiden Roggensorten als signifikant..
4. Diskussion
In Vorbereitung der Untersuchungen musste festgestelltwerden, dass entsprechendes Probenmaterial aus demAnbau unter konventionellen und den Bedingungen desökologischen Landbaus von ein und demselben Standortnicht zur Verfügung stand. Die dafür notwendige Etablierung beider Wirtschaftsweisen am gleichen Ort ist auchunter Versuchsbedingungen schwer erreichbar und in derPraxisnicht realisiert. Dem stehen außerdem Schwierigkeiten der Zertifizierung gegenüber. Da ein Vergleich auf dieser Basis illusorisch erschien, wurde auf zwei räumlich engbeieinander liegende Standorte gleicher Bodenart des Landessortenversuchswesens Sachsen-Anhalts zurückgegriffen,die sich beide als sehr gute Weizenstandorte darstellen undkeine Benachteiligung der einen oder anderen Wirtschaftsweiseerkennen ließen.
Der Rohproteingehalt der konventionell angebautenWeizen- und Hafersorten lag im untersuchten Erntejahr1997 gegenüber den heiden Vorjahren auf einem hohenNiveau. In Übereinstimmung damit wurden die Angabenvon Futtermitteltabellen (DOKUMENTATIONSSTELLE HoHENHEIM, 1999) übertroffen. Bei Winterroggen ergab sichein geringfügig niedrigerer Wert. Bei ökologischem Anbauwurden für Winterweizen, Winterroggen und Hafer inWiderspiegelung des differierenden Stickstoffangebotes77 0/0, 72 % und 71 % des Mittels dieser Angaben erreicht.Bei diesem Anbauverfahren ist infolge der unterschiedlichen Verfügbarkeit von Wirtschaftsdünger und den Fruchtfolgebedingungen mit einer höheren Variabilität des Rohproteingehaltes zu rechnen. Dies kann sich auch in derAminosäurenzusammensetzung ausdrücken, so dass weitere Untersuchungen wünschenswert sind. Dahingegenwurde übereinstimmend für alle Getreidearten ein höhererAnteil N-freier Extraktstoffe ermittelt. In Weizen ergab sichauch ein höherer Stärkeanteil. Hier scheint ein Zusammenhang mit der Ausbildung größerer Körner unter ökologischen Anbaubedingungen zu bestehen. Die Tausendkornmasse war in Weizen 16 0/0, in Roggen 21 % und in Hafer14% höher als bei konventionellen Anbaubedingungen.
Der höhere Gehalt an Rohasche der unter den Bedingungen des ökologischen Landbaus angebauten Getreidearten drückte sich in einem höheren Gehalt an den Mine-
ralstoffen Calcium und Phosphor aus. Eine vor Beginn derVegetationsperiode vorgenommene Bodenuntersuchungergab einen höheren Gehalt an P205 an diesem Standort.In diesem Fall lag Übereinstimmung mit den Angaben derDOKUMENTATIONSSTELLE HOHENHEIM (1999) zum Mineralstoffgehalt von Futtermitteln vor. Bei konventionellemAnbau wurden um bis zu 21 % niedrigere Werte analysiert.Der Calciumgehalt ist bei dieser Variante hingegen mit denTabellenwerten vergleichbar, während er bei der ökologischen erhöht war.
Empfehlungen zur Deckung des Bedarfs beziehen sichzum Beispiel für Geflügel auf Nichtphytinphosphor (GFE,1999), wobei der Anteil des durch die in pflanzlichen Futtermitteln enthaltene Phytase hydrolisierbaren Phytinphosphors unberücksichtigt bleibt. Eine übliche Schätzung desNichtphytinphosphors in Futtermischungen geht von30 % des aus pflanzlichen Quellen stammenden P und100 % des aus tierischen und anorganischen Quellen zurVerfügung stehenden P aus. Da der Anteil des Phytinphosphors in den vorliegenden Weizenproben heider Anbauverfahren im Mittel 69 % betrug, scheint diese Vorgehensweise in diesem Fall gerechtfertigt. Übereinstimmend fandenJEROCH et al. (1999) in 68 Weizenproben der Erntejahre1995 und 1996 aus dem Bundesland Sachsen-Anhalt einenPhytinphosphoranteil von 71 0/0. In 68 Proben der gleichenJahre aus dem Freistaat Sachsen ergab sich jedoch mit 77 0/0
ein höherer Wert. Während bei Weizen somit ein höhererGehalt an nicht phytingebundenem Phosphor bei ökologischem Anbau zur Verfügung stand, waren die Verhältnissebei den Roggensorten umgekehrt. Hinzu kam eine hoheVariation bei den Sorten. Den geringsten Phytinphosphoranteil wies die Sorte Esprit mit 65,6 % bei der ökologischenund 54,8 % bei der konventionellen Variante auf: Bei derSorte Amilo hingegen wurde bei ökologischem Anbau derhöchste Anteil (87,5 0/0) festgestellt. Mit einer Spannweitevon 0,4 g/kg T bis 1,4 g/kg T ergab sich eine beachtlicheVariation des nicht gebundenen Anteils. Bei den Hafersorten bestätigte sich die Annahme, dass 70 % des Phosphorsin Phytinsäure gebunden vorliegen, nicht (53,9 % für dieökologische und 63,3 % für die konventionelle Variante).Die aufgezeigte Variation zwischen den Getreidearten und-sorten zeigt in Verbindung mit der Tatsache, dass das Ausmaß des durch die korneigene Phytase möglichen Abbausvon Phytinphosphor kaum abschätzbar ist, die Schwierigkeit, die Lieferung des durch das Tier nutzbaren Phosphorsin die Rationskalkulation einzubeziehen. Damit ist dieMinimierung der Phosphorausscheidungen durch eineFütterung "nahe am Bedarf' erschwert.
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Inhaltsstoffe von Weizen, Roggen und Hafer bei konventionellem und ökologischem Landbau
Die These, dass die schon erwähnte Ausbildung größererKörner unter den ökologischen Anbaubedingungen infolge einer Verschiebung der Anteile der von Mehlkörper,Schale und Keimling auch zu einer Veränderung derZusammensetzung der Zellwandbestandteile führt, konntenicht untermauert werden. Auftretende Unterschiedewaren geringfügig und nicht gleichgerichtet. Die Analyseder Zellwandbestandteile ergab keinen Hinweis auf mögliche Ursachen der in Roggen gefundenen unterschiedlichenRohfasergehalte bei den beiden Anbauverfahren.
Angaben zur Veränderung der Gehalte an Gesamt- undlöslichen Nichtstärkepolysacchariden und den Arabinoxylanen bei unterschiedlichen Anbauformen und Düngungsarten liegen nicht vor. Eine Abhängigkeit vom Erntejahrkonnte DUSEL (1998) beobachten. Darüber hinaus stelltedieser Autor auch einen Einfluss des Standortes fest. DieProben von einem sehr guten und einem im Grenzbereichbefindlichen Weizenstandort wiesen signifikante Unterschiede besonders bei den löslichen Fraktionen auf: Auch inden vorliegenden Untersuchungen wurde ein Einflusshauptsächlich bei diesen Anteilen ermittelt.
Im Fall der konventionell angebauten Weizensortenbestätigte sich der Ansatz, dass die Extraktviskosität einenHinweis auf den Gehalt an löslichen Arabinoxylanen darstellt. An die Daten konnte eine lineare Funktion mit einemrecht hohen Bestimmtheitsmaß (B = 0,788) angepasst werden. Dieser Befund befindet sich in Übereinstimmung mitIZYDORCZYK et al. (1991), welcheeinen Korrelationskoeffizienten von 0,85 angeben. Dahingegen konnte DUSEL(1998) anhand von 60 Weizenchargen nur einen Korrelationskoeffizienten von 0,47 errechnen, wobei die Erhöhungder Extraktviskosität um 1 mPas mit einer Erhöhung desGehaltes an löslichen Arabinoxylanen von 2,4 g/kg
Trockenmasse verbunden war.Dieser Wert stimmt mit demfür das vorliegende Datenmaterial bei konventionellemAnbau zu erhaltenden überein. Im Gegensatz dazu wurdefür die Winterweizensorten bei ökologischem Anbau einesignifikant negative Korrelation (Tabelle 10) ermittelt.Nicht signifikant, jedoch bei heiden Anbauverfahren ebenfallsnegativ, war diese Beziehung bei den Roggensorten. Imersteren Fall wird diese wesentlich durch die Werte für dieExtraktviskosität bei einem Gehalt an löslichen Arabinoxylanen von unter 9 g/kg Trockenmasse bestimmt. Die betroffenen Weizensorten Alidos und Tarso zeigten bei ökologischen Anbaubedingungen im Gegensatz zur konventionellen Variante einen wesentlich geringeren Anteil der löslichen Arabinoxylanfraktion am gesamt festgestellten Gehalt(9,8 % und 33,8 % bzw. 13,8 % und 23,2 0/0).
Diese Verschiebung in der Zusammensetzung der Arabinoxylanfraktion kann in Zusammenhang mit den Befunden von BEDFORD and CLASSEN (1992) sowieIZYDORCZYK
and BILLIADERIS (1992a und b) gesehen werden. DieseAutoren stellten fest, dass die Fraktionen der löslichenArabinoxylane entsprechend ihres Molekulargewichtesunterschiedlich die Extraktviskosität beeinflussen. Zudembesteht die Möglichkeit, dass auch andere Inhaltsstoffe innicht unerheblichem Maß die Extraktviskosität beeinflussen. So ergaben sich positive Korrelationen (Tabelle 10)zum Gehalt an Rohprotein im Fall der Weizensorten beiökologischem Anbau und bei den Roggensorten beiderAnbauverfahren. Bei PETTERSON et al. (1991) wird zumBeispiel aufdie viskositätssteigernde Wirkung von löslicherStärke und Proteinen verwiesen. SCHEELE etal. (1995)führen Endosperrnproteine an. DUSEL (1998) belegt, dassdie Albuminfraktion desWeizenproteins in einer wässrigenLösung in steigender Konzentration einen logarithmischen
Tabelle 10: Korrelation zwischen der Extraktviskosität und dem Gehalt an einigen Inhaltsstoffen in Winterweizen und WinterroggenTable 10: Correlation between the extract viscosity and the content of some fractions in winter wheat, winter rye and oats
Variante Roh- Rohfett N-freie NSP Arabinoxylaneprotein Extraktstoffe
gesamt löslich gesamt löslich
Winrerweizenöko 0,68 0,36 -0,60 0,19 0,24 -0,41 -0,72konv. 0,24 0,05 -0,28 0,30 0,72 0,45 0,89gesamt 0,49 -0,18 -0,52 0,34 0,63 0,33 0,55
Winterroggenöko 0,15 -0,40 0,35 -0,03 -0,52 -0,48 -0,67konv. -0,16 0,09 0,03 -0,01 0,03 -0,10 -0,44gesamt 0,57 0,30 -0,40 -0,20 -0,05 0,02 -0,09
fett gedruckte Werte signifikant mit p<O,05
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Anstieg der Extraktviskosität bewirkt. Dies befindet sich inÜbereinstimmung mit der Tatsache, dass sich bei den beiden Anbauverfahren im Fall der Winterroggensorten rechteinheitliche Gehalte an löslichen und nichtlöslichen Nichtstärkepolysacchariden eingeschlossen der Arabinoxylaneergaben, obwohl die Extraktviskosität sich im Mittel umüber 4 mPas signifikant unterschied. Nicht im Widerspruch damit befand sich die Situation bei den Hafersorten.Die insgesamt geringe Extraktviskosität bei beiden Anbauverfahren war vom ß-Glucangehalt nicht beeinflusst. BeiNutzung des gesamten Datenmaterials (Tabelle 11) ergabsich eine negative Korrelation in Beziehung zum Rohproteingehalt, jedoch eine positive zum Gehalt an N-freienExtraktstoffen hauptsächlich bei konventionellem Anbau.
Tabelle 11: Korrelation zwischen der Extraktviskosität und dem Gehaltan einigen Inhaltsstoffen in Hafer
Table 11: Correlation berween the exrract viscosity and the content ofsome fractions in oars
Variante Roh- Rohfett N-freie ß-Glucaneprorein Extraktstoffe
öko 0,09 -0,06 0,05 0,59konv. 0,29 -0,65 0,79 -0,16gesamt -0,76 0,27 0,73 -0,43
fett gedruckte Werte signifikant mit p<0,05
Die zur Berechnung der Gehalte der Getreidearten anumsetzbarer Energie benutzten Schätzformeln fUrdas Geflügel gehen bei Winterweizen und -roggen von den Gehaltenan Rohprotein und -fett sowie der NfE aus. Im Fall desHafers gehen Trockenmasse, Rohasche, -fett und -faser ein.Da in Winterweizen und -roggen für beide Anbauverfahrenrecht übereinstimmende Werte gefunden wurden (der signifikante Unterschied in Roggen betrug nur 0,1 MJ lkg) kanndavon ausgegangen werden, dass der durch den geringerenRohproteingehalt der ökologischen Variante fehlende Energiebetrag durch die höheren Gehalte an Rohfett und N-freien Extraktstoffen ausgeglichen wurde. Die mittleren Wertestimmten gut mit den Angaben der WPSA (1989) überein.Für die Winterweizensorten trifft dies auch fUr die Daten derDOKUMENTATIONSSTELLE HOHENHEIM (1999) zu. Diesegeben jedoch für Winterroggen mit 13,91 MJ/kg einenwesentlich höheren Wert an. Eine mögliche Beeinflussungdes AM~-Gehaltes durch veränderte Gehalte an löslichenNichtstärkepolysacchariden bzw. durch eine unterschiedliche Fähigkeit zur Gelbildung, sich in der Extraktviskositätausdrückend, kann nicht ausgeschlossen werden. Hierzu istdie Durchfuhrung von Verdauungsversuchen notwendig.
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Anschriften der Verfasser
Dr, Egbert Strobel und Peggy Ahrens, Agrarökologisches
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tenberg, c/o Nutztierwissenschaftliches Zentrum Merbitz,
Im Institut, 0-06193 Nauendorf
e-mail: [email protected]
Dr. Gerhard Hartmann, Landwirtschaftliche Untersu
chungs- und Forschungsanstaltanstalt Sachsen...Anhalt,
Landessortenversuchswesen, Schiepziger Str, 29, 0-06120
Halle (Saale).
Dr. Holger Kluge und Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c.HeinzJeroch, Institut für Ernährungswissenschaften der Martin
Luther-Universität Halle-Wittenberg, Emil-AbderhaldenStr. 26, D-06108 Halle (Saale); [email protected]
und ][email protected]
Eingelangt am 6. Juli.2001Angenommen am 12. September 2001
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